SolidWorks电解阴极板矫直自动化系统开发+CAD图纸(3)

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本文研究内容具体说明如下：

（1）调研收集分析电解阴极板、板材矫直、矫平技术有关资料，总结电解阴极板矫直特点，掌握要求；

（2）确定自动矫直系统总体设计原则和设计方案（运动方案、控制方案、结构方案）；

（3）设计自动矫直系统的硬件系统，并进行结构设计、分析与计算；

（4）绘制结构设计图，三维建模；

（5）设计自动矫直控制系统方案。

1.4 本章小结

本章首先说明了所选电解阴极板矫直系统自动化研究课题的目的和意义，对矫直系统实现自动化控制的重要性进行了论述。回顾国内外矫直技术的发展史，根据其研究现状及其在国内的应用情况提出自己的设计要求，并列出本次研究的主要内容。

第二章阴极板的矫直方案及参数计算

2.1 矫直系统的总体方案设计

本文所进行的对电解阴极板矫直系统的研究是基于电解精炼铜产业中的不锈钢阴极板进行分析设计的。这种不锈钢阴极板的长度为1500mm，宽度1000mm，厚度为3.25mm，阴极板的具体材料为022Cr17Ni12Mo2。不锈钢阴极板平直度要求如下：板面上部≤±4 mm，板面中部和下部≤±5 mm。即所设计矫直系统的矫直精度要能达到上述要求。在通常情况下，电解生产过程中的阴极板在电解槽中只受到一个方向的电解力的作用，所以通常只发生一个方向的塑性变形。变形的形状通常为轻微的弧形，只在很小的情况下，阴极板由于各种不确定因素（安装不当或磕碰等）而发生较为复杂的变形，这种情况在本文中不予考虑。另外，由于不锈钢阴极板的尺寸较小，刚度较大源Z自+751/文%论,文]网[www.751com.cn，并考虑到要便于实现自动化控制等因素，所以本文设计的矫直机械将采用三点压力矫直的方法。

三点压力矫直是利用矫直辊的压力对变形工件进行矫直的源Z自+751/文%论,文]网[www.751com.cn，其结构的基本组成是两个用于支撑工件的支撑辊和一个用于执行加载过程的加载辊[5]。考虑到不锈钢阴极板的尺寸较小，所以采用一组基本结构单元即可满足要求。由于暂时不知道矫直机的最佳辊距，所以本文将矫直机的辊距设置为可调，并根据压力矫直理论设置初步辊距。初步设计辊距为220mm，考虑到可能要根据矫直效果对辊距进行调整，调节范围为180mm到330mm，从而两个支撑辊的距离为360mm到660mm。由于最大辊距仍不到阴极板长度的一半，为了能实现阴极板全长度方向的矫直，就需要在长度方向驱动阴极板，使其能够实现长度方向的移动。为了方便设计以及排除重力对阴极板变形的影响，这里将阴极板的移动方向定为竖直方向，而驱动机构则是升降机。加载辊的行程直接关系到矫直机的矫直工作，其运动精度要求较高，并且要求加载速度恒定，所以可以考虑用伺服电机驱动丝杠工作台的方式来驱动加载辊。

加载辊的加载行程是矫直过程中的重要参数，要满足矫直精度的要求，加载辊的行程控制精度须控制在0.1mm以内。因为伺服电机运转稳定，而且运动精度较高，因此决定在矫直机的各运动机构中采用伺服电机驱动，通过伺服电机与各工作台的连接实现升降、夹紧和加载过程。考虑到工厂的环境较差，干扰因素较多，决定采用PLC来对伺服电机的运转进行控制。而加载量和加载位置这两个主要的矫直参数可先通过摄像头采集阴极板图像数据，然后利用软件处理拟合得到弯曲曲线，并进一步处理获得矫直参数。所获得的参数可以通过计算机与PLC之间的通信接口进行传送，从而实现对伺服电机的驱动控制。